解题思路:(1)记F(x)=f(x)-g(x)=ax2-x-lnx,可得F'(x)=
(x−1)(2x+1)/x].再讨论F'(x)的正负,可得函数f(x)-g(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1);
(2)由f(x)=g(x)得ax2-x=lnx,可得a=
x+lnx
x
2
.设r(x)=
x+lnx
x
2
,通过研究r'(x)的正负,得到r(x)的极大值为r(1)=1>0,当x∈(0,1)时,r(x)∈(-∞,1];且当x>1时0<r(x)<1.由此可得当y=f(x)与y=g(x)图象有两个不同的交点M、N时,实数a的取值范围为(0,1);
(3)根据导数的几何意义与两点连线的斜率公式,得
1
x
0
=
y
2
−
y
1
x
2
−
x
1
,解出x0=
x
2
−
x
1
ln
x
2
x
1
,利用函数y=ln(1+x)-x的单调性,得出ln
x
2
x
1
<
x
2
x
1
-1,从而得到x0>
x
2
−
x
1
x
2
x
1
−1
=x1;类似的方法可证出x0=
x
2
−
x
1
−ln
x
1
x
2
<
x
2
−
x
1
x
2
−
x
1
x
2
=x2.由此即可得到x1<x0<x2成立.
(1)记F(x)=f(x)-g(x)=ax2-x-lnx,(x>0)
当a=1时,F'(x)=2ax-1-[1/x]=
(x−1)(2x+1)
x,(x>0)
∵当x∈(0,1)时F'(x)<0;当x∈(1,+∞)时F'(x)>0
∴函数f(x)-g(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1);
(2)函数y=f(x)与y=g(x)的图象的交点横坐标,即为方程f(x)=g(x)的实数解
由f(x)=g(x),得ax2-x=lnx,可得a=[x+lnx
x2
令r(x)=
x+lnx
x2,求导数得r'(x)=
(1+
1/x)•x2−2x(x+lnx)
x4]=[1−x−2lnx
x3
∵当x∈(0,1)时r'(x)>0;当x∈(1,+∞)时r'(x)<0
∴函数r(x)的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞),
可得r(x)的极大值为r(1)=1>0,
又∵r(
1/e])=
−1+e−1
e−2<0,当x→0时,r(x)→-∞,且当x>1时0<r(x)<1
∴r(1)=1是函数r(x)的最大值,且函数r(x)的值域为(-∞,1]
因此,要使y=f(x)与y=g(x)图象有两个不同的交点M、N,实数a的取值范围为(0,1).
(3)由已知,得[1
x0=
y2−y1
x2−x1,所以x0=
x2−x1
y2−y1=
x2−x1
ln
x2
x1;
∵函数y=ln(1+x)-x在区间(-1,0)上是减函数,在区间(0,+∞)上是增函数
∴函数y=ln(1+x)-x的最小值为0,得当x>0时,ln(1+x)-x>0,可得ln(1+x)>x
因此,由ln
x2
x1=ln(1+
x2
x1-
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
考点点评: 本题给出含有字母参数的二次函数f(x)和对数函数g(x),讨论它们的差函数的单调区间,并且讨论了两个函数图象交点个数的问题.着重考查了基本初等函数的性质、利用导数研究函数的单调性、导数的几何意义与直线的斜率和不等式的证明等知识,属于中档题.
1年前
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